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公開番号2024136645
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023047816
出願日2023-03-24
発明の名称半導体装置及び半導体記憶装置
出願人キオクシア株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10B 12/00 20230101AFI20240927BHJP()
要約【課題】インジウム及びスズを含む金属酸化物に起因する不具合を抑制することが可能な半導体装置及び半導体記憶装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、第1電極と、前記第1電極に電気的に接続され、前記第1電極の上方に設けられた酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層と絶縁膜を介して対向するゲート電極と、前記酸化物半導体層に電気的に接続され、前記酸化物半導体層の上方に設けられ、酸素、インジウム及びスズを含有する第1導電層を含む第2電極と、を備え、前記第2電極には、前記第1導電層に接し、前記第1導電層の上方に設けられ、酸素及び第1金属を含有する第2導電層と、前記第2導電層に接し、前記第2導電層の上方に設けられ、前記第1金属を含有する第3導電層と、がさらに含まれる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１電極と、
前記第１電極に電気的に接続され、前記第１電極の上方に設けられた酸化物半導体層と、
前記酸化物半導体層と絶縁膜を介して対向するゲート電極と、
前記酸化物半導体層に電気的に接続され、前記酸化物半導体層の上方に設けられ、酸素、インジウム及びスズを含有する第１導電層を含む第２電極と、を備え、
前記第２電極には、前記第１導電層に接し、前記第１導電層の上方に設けられ、酸素及び第１金属を含有する第２導電層と、
前記第２導電層に接し、前記第２導電層の上方に設けられ、前記第１金属を含有する第３導電層と、がさらに含まれる、
半導体装置。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記第１金属はチタンであり、
前記第２導電層は、酸化チタン又は酸窒化チタンから構成される層を有する、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１金属はチタンであり、
前記第２導電層は、
前記酸化物半導体層の上端からの距離が第１距離であり、第１チタン濃度のチタンを含有する第１部分と、
前記距離が前記第１距離より大きい第２距離であり、前記第１チタン濃度より大きい第２チタン濃度のチタンを含有する第２部分と、を含む、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２導電層は、
前記酸化物半導体層の上端からの距離が第３距離であり、第１インジウム濃度のインジウムを含有する第３部分と、
前記距離が前記第３距離より大きい第４距離であり、前記第１インジウム濃度より小さい第２インジウム濃度のインジウムを含有する第４部分と、を含む、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２導電層は、酸素、インジウム、スズ、チタン及び窒素を合計した原子パーセントが８０％以上に構成されている、
請求項３又は４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体装置は、
前記第３導電層に電気的に接続され、前記第３導電層の上方に設けられ、第２金属を含有するパッドと、
前記パッドに電気的に接続され、前記パッドの上方に設けられる信号線と、をさらに備える、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第３導電層は、バリアメタルである、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
請求項１に記載の前記半導体装置と、
前記第１電極に電気的に接続される第３電極と、
前記第３電極と対向する第４電極と、
前記第３電極と前記第４電極との間に設けられる誘電膜と、を備える、
半導体記憶装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、半導体装置及び半導体記憶装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
インジウム及び錫（スズ）を含む金属酸化物を電極として用いる半導体素子が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開ＵＳ２０２２／０２８５３５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体素子の製造プロセスにおいて、インジウム（Ｉｎ）及びスズ（Ｓｎ）を含む金属酸化物に起因する不具合が発生することがある。
【０００５】
本開示は、インジウム及びスズを含む金属酸化物に起因する不具合を抑制することが可能な半導体装置及び半導体記憶装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る半導体装置は、第１電極と、前記第１電極に電気的に接続され、前記第１電極の上方に設けられた酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層と絶縁膜を介して対向するゲート電極と、前記酸化物半導体層に電気的に接続され、前記酸化物半導体層の上方に設けられ、酸素、インジウム及びスズを含有する第１導電層を含む第２電極と、を備え、前記第２電極には、前記第１導電層に接し、前記第１導電層の上方に設けられ、酸素及び第１金属を含有する第２導電層と、前記第２導電層に接し、前記第２導電層の上方に設けられ、前記第１金属を含有する第３導電層と、がさらに含まれる。
【０００７】
本開示に係る半導体記憶装置は、前記半導体装置と、前記第１電極に電気的に接続される第３電極と、前記第３電極と対向する第４電極と、前記第３電極と前記第４電極との間に設けられる誘電膜と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る半導体記憶装置の回路構成例を示す回路図である。
第１実施形態に係る半導体記憶装置の物理的構成例を示す断面模式図である。
比較例に係る半導体記憶装置の要部を示す断面模式図である。
第１実施形態に係る半導体記憶装置の要部を示す断面模式図である。
第１実施形態に係るＩＴＯ層とＴｉＯ層との密着性を説明するための図である。
第２実施形態に係る半導体記憶装置の要部を示す断面模式図である。
第２実施形態に係る中間導電層におけるインジウムの濃度及びチタンの濃度の酸化物半導体層の上端からの距離に対する変化を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略乃至簡略化する。
【００１０】
各図面には、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示すことがある。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、右手系の３次元の直交座標を形成する。以下、Ｘ軸の矢印方向をＸ軸＋方向、矢印とは逆方向をＸ軸－方向と呼ぶことがあり、その他の軸についても同様である。なお、Ｚ軸＋方向及びＺ軸－方向を、それぞれ「上方」及び「下方」と呼ぶこともある。また、Ｘ軸、Ｙ軸又はＺ軸にそれぞれ直交する面を、ＹＺ面、ＺＸ面又はＸＹ面と呼ぶことがある。また、Ｚ軸方向を「上下方向」と呼ぶことがある。「上方」、「下方」及び「上下方向」は、あくまで図面内での相対的位置関係を示す用語であり、鉛直方向を基準とした向きを定める用語ではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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